KR102287833B1

KR102287833B1 - 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치

Info

Publication number: KR102287833B1
Application number: KR1020140159148A
Authority: KR
Inventors: 김미숙; 김민희; 김태호; 홍성환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2021-08-10
Also published as: US20160140890A1; KR20160058357A; US9666149B2

Abstract

표시 패널의 구동 방법이 제공된다. 상기 방법에 따르면, 블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함하는 상기 데이터 신호를 생성한다. 밝기 레벨을 화소 단위로 측정한다. 검출된 밝기 레벨의 차이를 DC 전압으로 변환한다. 변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정한다. 상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 표시 패널에 출력한다. 상기 데이터 전압을 기초로 상기 표시 패널에 영상을 표시한다. 따라서, 서로 다른 데이터 전압 신호가 인가된 화소들의 밝기 레벨에 따라, 블랙 전압 신호를 재설정하여, 화이트 전압 신호와의 DC 전압의 차이를 최소화하여 잔상을 방지하고, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치 {METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2 색성 및 광 산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

액정 표시 장치(LCD)는 화소 전극이 형성된 어레이 기판과 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판 사이에 액정층을 배치하고, 화소 전극과 공통 전극 사이에서 발생되는 전계에 따라 변화하는 액정층의 배향에 의해 각 화소 별로 광의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시할 수 있는 표시 장치이다.

근래 들어, 종래의 액정 표시 장치의 낮은 측면 시인성 문제를 해결하기 위하여, PVA(patterned vertical alignment) 모드, IPS(in-plane switching) 모드 등을 갖는 액정 표시 장치가 개발되었다. 그렇지만 PVA 모드를 갖는 액정 표시 장치의 경우에는 잔상이 발생하는 문제가 있고, 측면 시야각의 증가에 한계를 가지며, IPS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 표시되는 영상의 휘도가 낮은 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 측면 시인성과 휘도를 모두 증가시킬 수 있는 PLS(plane to line switching) 모드를 갖는 액정 표시 장치가 개발되었다.

이러한 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 액정을 포함하는 액정층을 포함한다. 이러한 액정의 종류에는 포지티브(positive) 액정 및 네거티브(negative) 액정이 있다. 포지티브 액정의 경우 액정의 스프레이(splay) 각이 커서, 포지티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 슬릿 패턴을 가지는 화소 전극의 중앙부 및 슬릿 중앙부의 투과율이 낮다. 다만, 네거티브 액정의 경우 액정의 스프레이(splay) 각이 작아서, 네거티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 상기 포지티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치에 비하여 투과율이 높은 장점이 있다.

상기 네거티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 배향막을 포함하며, 상기 배향막의 배향 방향은 화소 전극 패턴에 수직한 방향으로 배향된다. 상기 네거티브 액정은 상기 포지티브 액정에 비하여 비교적으로 이온성 불순물(ionic impurity)을 많이 포함한다. 따라서, 액정의 열적 요동(thermal fluctuation)에 따라 상기 이온성 불순물이 배향막에 흡착되며, 이에 따라서, 화면의 휘도차가 유발되며, 잔상이 발생할 수 있다.

즉, 상기 액정 표시 장치에서 동일한 패턴이 장시간 동안 표시되는 경우, 상기 패턴이 다른 영상으로 전환된 후에도 표시 패널 상에 잔존하게 되는 잔상의 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 잔상을 발현시키는 중요한 원인은 데이터 전압의 전기적 중심과 공통 전압의 불일치로 인한 잔류 DC 전압의 생성이다.

PLS (Plane to Switching) 모드의 경우에는 기본적으로 정극성 V-T 커브 및 부극성 V-T 커브가 일치하지 않으므로, 상기 데이터 전압의 전기적 중심과 상기 공통 전압의 불일치가 자연스럽게 수반되게 된다. 일반적으로, 상기 PLS 모드의 액정 표시 장치는TN 모드 및 VA 모드의 액정 표시 장치의 경우에 비해 잔상에 취약한 구조를 갖는다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 잔상을 방지하여 표시 품질을 향상시키는 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널의 구동 방법을 수행하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법이 제공된다. 상기 방법에 의하면, 블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함하는 상기 데이터 신호를 생성한다. 밝기 레벨을 화소 단위로 측정한다. 검출된 밝기 레벨의 차이를 DC 전압으로 변환한다. 변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정한다. 상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 표시 패널에 출력한다. 상기 데이터 전압을 기초로 상기 표시 패널에 영상을 표시한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 공통 전압을 생성하여, 상기 표시 패널에 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널에 상기 공통 전압이 출력되는 동안 상기 표시 패널의 화소 전극에 잔류 DC 전압이 축적될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압은 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소 및 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 DC 전압들의 차이는 45mV 내지 90mV 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 전압 신호는 45mV 내지 90mV 의 블랙 오프셋을 적용하여 재설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 재설정된 상기 블랙 전압 신호는 정극성 프레임 및 부극성 프레임을 포함하며, 상기 정극성 프레임 및 상기 부극성 프레임은 비대칭일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치된 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되어 상기 공통 전극과 중첩하는 화소 전극, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 상에 배치된 제1 배향막 및 상기 제2 기판 상에 배치된 제2 배향막을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 광 배향막일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액정층은 음(negative)의 유전율 이방성을 가지는 액정을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액정층은 힌더드 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부 및 표시 패널을 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 데이터 신호를 생성하며, 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 출력하며, 상기 표시 패널은 상기 데이터 전압을 기초로 영상을 표시한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 데이터 신호 생성부, 플리커 검출부, 플리커 정량화부 및 블랙 전압 신호 조정부를 포함한다. 상기 데이터 신호 생성부는 블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함하는 상기 데이터 신호를 생성한다. 상기 플리커 검출부는 밝기 레벨을 화소 단위로 측정한다. 상기 플리커 정량화부는 검출된 밝기 레벨의 차이를 DC 전압으로 변환한다. 상기 블랙 전압 신호 조정부는 변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정한다.

이와 같은 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 따르면, 서로 다른 데이터 전압 신호가 인가된 화소들의 밝기 레벨에 따라, 블랙 전압 신호를 재설정하여, 화이트 전압 신호와의 DC 전압의 차이를 최소화하여 잔상을 방지하고, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하기 위한 데이터 전압 및 공통 전압을 나타내는 파형도이다.
도 4a 내지 도 4c는 잔상이 표시 패널 상에 발생하는 과정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 6a 내지 도 7c는 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하는 개념도이다.
도 8은 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하기 위한 데이터 전압, 제1 및 제2 공통 전압을 나타내는 파형도이다.
도 9은 표시 패널 내에 축적되는 잔류 DC 전압을 나타내는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 오프셋을 적용하여 재설정된 블랙 전압을 나타내는 파형도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 패널 구동부를 포함한다. 상기 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 공통 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 단위 화소들을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.

각 단위 화소는 스위칭 소자(미도시), 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 액정 캐패시터(미도시) 및 스토리지 캐패시터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 단위 화소들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 외부의 장치(미도시)로부터 입력 영상 데이터(RGB) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 상기 입력 영상 데이터는 적색 영상 데이터(R), 녹색 영상 데이터(G) 및 청색 영상 데이터(B)를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(RGB)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.

상기 게이트 구동부(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력한다.

상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)에 직접 실장(mounted)되거나, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 형태로 상기 표시 패널(100)에 연결될 수 있다. 한편, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부에 집적(integrated)될 수 있다.

상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.

상기 데이터 구동부(500)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다.

상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)에 직접 실장되거나, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 형태로 상기 표시 패널(100)에 연결될 수 있다. 한편, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부에 집적될 수도 있다.

상기 공통 전압 생성부(600)는 공통 전압(VCOM)을 생성한다. 상기 공통 전압 생성부(600)는 상기 공통 전압(VCOM)을 상기 표시 패널(100)에 출력한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 3은 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하기 위한 데이터 전압 및 공통 전압을 나타내는 파형도이다. 도 4a 내지 도 4c는 잔상이 표시 패널 상에 발생하는 과정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다. 도 6a 내지 도 7c는 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하는 개념도이다.

도 2 내지 도 7c를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 패널 구동부를 포함한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 제2 기판(210) 및 액정층(300)을 포함한다.

상기 제1 기판(110)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 영상을 표시하는 복수의 화소 영역을 갖는다. 상기 화소 영역은 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 화소 영역은 상기 게이트 라인들(GL) 및 상기 데이터 라인들(DL)에 의해 정의될 수 있다.

상기 제1 기판(110) 상에는 공통 전극(CE)이 배치된다. 상기 공통 전극(CE)에 공통 전압이 인가된다.

예를 들어, 상기 공통 전극(CE)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다.

상기 공통 전극(CE) 상에는 패시베이션층(120)이 배치된다.

상기 패시베이션층(120)은 무기 물질을 증착하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 물질은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)일 수 있다.

상기 패시베이션층(120) 상에는 화소 전극(PE)이 배치된다. 상기 화소 전극(PE)에는 계조 전압이 인가된다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 공통 전극(CE)과 중첩한다.

예를 들어, 상기 화소 전극(PE)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 화소 전극(PE)은 슬릿(slit) 패턴을 가질 수 있다.

상기 화소 전극(PE)은 상기 공통 전극(CE)과 중첩한다. 따라서, 공통 전압이 인가되는 상기 공통 전극(CE)과 계조 전압이 인가되는 상기 화소 전극(PE)에 의하여, 상기 액정층(300) 내에 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. 따라서, 상기 표시 패널이 PLS 모드로 동작할 수 있다.

상기 화소 전극(PE) 상에는 제1 배향막(130)이 배치된다.

예를 들어, 상기 제1 배향막(130)은 광배향막일 수 있다. 상기 광배향막은 다이언하이드라이드(dianhydride), 다이아민(diamine), 등을 광중합(photo-polymerization)하여 형성된 폴리이미드 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 광배향막은 노광 공정을 거쳐 분해 또는 이성화를 통하여 재배열(rearrangement) 될 수 있다.

상기 제2 기판(210) 상에는 제2 배향막(220)이 배치된다.

예를 들어, 상기 제2 배향막(220)은 광배향막일 수 있다. 상기 광배향막은 다이언하이드라이드(dianhydride), 다이아민(diamine), 등을 광중합(photo-polymerization)하여 형성된 폴리이미드 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 광배향막은 노광 공정을 거쳐 분해 또는 이성화를 통하여 재배열(rearrangement) 될 수 있다.

상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(210) 사이에 배치된다.

상기 액정층(300)은 액정(liquid crystal)을 포함한다. 예를 들어, 상기 액정층(300)은 네거티브(negative) 액정을 포함할 수 있다.

상기 액정의 종류에는 포지티브(positive) 액정 및 네거티브(negative) 액정이 있다. 상기 포지티브 액정의 경우 액정의 스프레이(splay) 각이 커서, 포지티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 슬릿 패턴을 가지는 화소 전극의 중앙부 및 슬릿 중앙부의 투과율이 낮다. 다만, 상기 네거티브 액정의 경우 액정의 스프레이(splay) 각이 작아서, 네거티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치는 상기 포지티브 액정을 포함하는 PLS 모드를 갖는 액정 표시 장치에 비하여 투과율이 높은 장점이 있다.

예를 들어, 상기 액정층(300)은 힌더드 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)를 더 포함할 수 있다. 상기 힌더드 아민 광 안정제는 상기 표시 패널(100)의 선 잔상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 힌더드 아민 광 안정제는 상기 액정 전체 중량에 대하여 100ppm 내지 1,000ppm으로 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 액정층(300)은 산화 방지제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화 방지제는 디부틸히드록시톨루엔(dibutyl hydroxy toluene, BHT)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디부틸히드록시톨루엔은 상기 액정 전체 중량에 대하여 100ppm 내지 1,000ppm으로 포함될 수 있다.

상기 제1 기판(110)의 상기 화소 전극(PE)에는 데이터 전압(VD)이 인가되고, 상기 공통 전극(CE)에는 상기 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심은 상기 공통 전압(VCOM)과 일치하지 않는다. 상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심이 상기 공통 전압(VCOM)과 일치하지 않게 되는 이유는 다양하다. 예를 들어, 공정적인 이유 때문에 상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심이 상기 공통 전압(VCOM)과 일치하지 않을 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(100)의 정극성 V-T 커브와 부극성 V-T 커브의 불일치에 의해 상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심이 상기 공통 전압(VCOM)과 일치하지 않을 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(100)의 위치에 따른 킥백 전압의 차이에 의해 상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심이 상기 공통 전압(VCOM)과 일치하지 않을 수 있다.

도 4a, 도 6a 및 도 7a는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가되지 않는 상황을 예시한다. 도 4b, 도 6b 및 도 7b는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가되는 상황을 예시한다. 도 4c, 도 6c 및 도 7c는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가된 후, 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가되는 상황을 예시한다.

도 6a 내지 도 6c는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 블랙 전압이 인가되는 상황을 예시한다. 도 7a 내지 도 7c는 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 화이트 전압이 인가되는 상황을 예시한다.

도 4a, 도 6a 및 도 7a에서, 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가되지 않는다. 상기 액정층(300) 내의 정공(+)들은 상기 액정층(130) 내에서 균일하게 분포한다.

도 4a를 참조하면, 인접하는 화소들(B0, W0)에는 패턴이 표시되지 않으며, 동일한 휘도를 가진다.

도 4b, 도 6b 및 도 7b에서, 상기 화소 전극(PE)에 상기 데이터 전압(VD)이 인가되고, 상기 공통 전극(CE)에 상기 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

상기 데이터 전압(VD)의 전기적 중심은 상기 공통 전압(VCOM)보다 높으므로, 상기 화소 전극(PE)은 평균적으로 양극성이 우세한 전압을 갖게 되고, 상기 공통 전극(CE)은 평균적으로 음극성이 우세한 전압을 갖게 된다. 따라서, 상기 액정층(300) 내의 상기 정공(+)들은 상기 화소 전극(PE) 및 상기 공통 전극(CE) 상의 상기 제1 배향막(120)을 향하여 치우치게 된다. 이와 같은 데이터 전압(VD)이 오랫동안 인가되게 되면 상기 정공(+)들은 상기 제1 배향막(120) 측으로 완전히 이동하게 된다.

도 4b를 참조하면, 인접하는 화소들(B1, W1)에는 잔상 패턴이 인가될 수 있다. 예를 들어, 인접하는 화소들에 배치된 화소 전극들(PE)은 서로 다른 데이터 전압(VD)이 인가될 수 있다. 상기 데이터 전압(VD)은 블랙 전압 및 화이트 전압을 포함한다. 즉, 블랙을 표시하는 화소(B1)에 인가되는 블랙 전압은 화이트를 표시하는 화소(W1)에 인가되는 화이트 전압보다 작다. 따라서, 화이트를 표시하는 화소(W1)는 블랙을 표시하는 화소(B0)보다 상기 정공(+)들이 더 많이 이동한다.

도 4c, 도 6c 및 도 7c에서, 상기 공통 전극(CE) 및 상기 화소 전극(PE)에 전압이 인가되지 않는다. 그러나, 상기 액정층(300) 내의 정공(+)들은 상기 도 4c, 6c, 7c에서 인가된 상기 블랙 전압 및 상기 화이트 전압을 포함하는 상기 데이터 전압(VD)에 의해 이미 상기 제1 배향막(130) 측으로 이동되어 있다. 따라서, 상기 표시 패널(100)의 화소 내에는 잔류 DC 전압이 생성된다.

시간이 지남에 따라 상기 잔류 DC 전압은 상기 표시 패널(100)의 화소 내에 계속하여 축적되게 되고, 포화 상태에 이르게 된다. 상기 잔류 DC 전압에 의해 상기 화소에 인가되는 양극성 데이터 전압은 계조에 비해 낮은 휘도를 나타낼 수 있다.

상기 잔류 DC 전압은 상기 표시 패널(100)의 화소마다 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4b 및 6b에서 낮은 계조 전압이 인가된 블랙 화소(B2)의 경우라면, 상기 화소의 잔류 DC 전압은 적게 축적되게 된다. 반면, 도 4b, 7b에서 높은 계조 전압이 인가된 화이트 화소(W2)의 경우라면, 상기 화소의 잔류 DC 전압은 많이 축적되게 된다.

즉, 화이트 화소(W3)에 축적된 잔류 DC 전압은 매우 큰 반면, 블랙 화소(B3)에 축적된 잔류 DC 전압은 매우 작다. 따라서, 도 4b, 6b 및 7b와 같이 화이트와 블랙의 체커 보드 패턴의 영상을 상기 표시 패널(100)에 오랫동안 인가한 후, 단색 영상을 상기 표시 패널(100)에 인가하게 되면, 상기 화이트를 표시하고 있던 화소와 상기 블랙을 표시하고 있던 화소는 상기 단색 영상을 표시할 때 서로 다른 휘도를 나타내게 되고, 상기 화소 간의 휘도 차이가 잔상으로 시인된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 패널 구동부를 포함한다. 상기 패널 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 공통 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 신호를 생성한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 전달된 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 출력한다. 상기 표시 패널(100)은 상기 데이터 구동부(500)로부터 전달된 데이터 전압을 기초로 영상을 표시한다.

상기 타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 신호 생성부, 플리커 검출부(210), 플리커 정량화부(220) 및 블랙 전압 신호 조정부(230)를 포함한다.

상기 데이터 신호 생성부는 상기 데이터 신호를 생성한다. 상기 데이터 신호는 블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함할 수 있다.

상기 플리커 검출부(210)는 밝기 레벨을 화소 단위로 측정한다.

상기 플리커 검출부(210)는 스캔 영역의 밝기 레벨을 측정하기 위하여, 특정 계조 레벨의 패턴을 지속적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 플리커 검출부(210)는 제1 영역에 상기 블랙 전압 신호에 기초하여 블랙 계조 레벨의 패턴을 출력하고, 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역에 상기 화이트 전압 신호에 기초하여 화이트 계조 레벨의 패턴을 출력할 수 있다.

상기 플리커 검출부(210)은 상기 밝기 레벨을 상기 화소 단위로 측정한다.

상기 플리커 정량화부(220)는 검출된 밝기 레벨의 차이를 DC 전압으로 변환한다.

상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압은 상기 블랙 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소 및 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 DC 전압들의 차이는 45mV 내지 90mV 일 수 있다.

상기 블랙 전압 신호 조정부(230)는 변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정한다.

예를 들어, 상기 블랙 전압 신호는 45mV 내지 90mV 의 블랙 오프셋을 적용하여 재설정될 수 있다. 상기 블랙 전압 신호에 적용된 블랙 오프셋이 45mV 미만인 경우, 상기 화이트 패턴 및 상기 블랙 패턴이 인가된 화소들에 잔상이 시인될 수 있다. 상기 블랙 전압 신호에 적용된 블랙 오프셋이 90mV 초과인 경우, 상기 화이트 패턴 및 상기 블랙 패턴이 인가된 화소들에 잔상이 시인될 수 있다.

재설정된 상기 블랙 전압 신호는 정극성 프레임 및 부극성 프레임을 포함하며, 따라서, 상기 정극성 프레임 및 상기 부극성 프레임은 비대칭일 수 있다.

도 8은 표시 패널 내에 잔류 DC 전압이 축적되는 원리를 설명하기 위한 데이터 전압, 제1 및 제2 공통 전압을 나타내는 파형도이다. 도 9은 표시 패널 내에 축적되는 잔류 DC 전압을 나타내는 파형도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 오프셋을 적용하여 재설정된 블랙 전압을 나타내는 파형도이다.

도 1 내지 도 10를 참조하면, 상기 잔류 DC 전압은 상기 표시 패널(100)의 화소마다 서로 다른 값을 가질 수 있다.

화이트 화소(W3)에 축적된 잔류 DC 전압은 큰 반면, 블랙 화소(B3)에 축적된 잔류 DC 전압은 화이트 화소(W3)에 축적된 잔류 DC 전압에 비하여 비교적 작다. 즉, 상기 잔류 DC 전압의 차이에 의하여, 상기 화이트 화소(W3)에 인가되는 데이터 전압은 상기 블랙 화소(B3)에 인가되는 데이터 전압보다 비교적으로 계조에 비하여 더 낮은 휘도를 나타낸다. 따라서, 상기 화이트 화소(W3) 및 상기 블랙 화소(B3)의 휘도 차이에 의하여 면 잔상이 발생한다. 따라서, 상기 면 잔상은, 상기 화이트 화소(W3) 및 상기 블랙 화소(B3)의 휘도 차이를 최소화 시켜 제거할 수 있다.

상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압은 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소 및 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 DC 전압들의 차이는 45mV 내지 90mV 일 수 있다.

예를 들어, 상기 블랙 전압 신호는 45mV 내지 90mV 의 블랙 오프셋을 적용하여 재설정될 수 있다. 따라서, 재설정된 상기 블랙 전압 신호(VBoffset)의 전기적 중심은 재설정되기 전 상기 블랙 전압 신호(VB0)보다 상기 화이트 전압 신호에 근접한다.

재설정된 상기 블랙 전압 신호(VBoffset)는 정극성 프레임 및 부극성 프레임을 포함하며, 따라서, 상기 정극성 프레임 및 상기 부극성 프레임은 비대칭일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 따르면, 잔류 DC 전압의 축적으로 인한 잔상을 최소화하여, 표시 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 패널 110: 제1 기판
120: 패시베이션층 130: 제1 배향막
210: 제2 기판 220: 제2 배향막
CE: 공통 전극 PE: 화소 전극
200: 타이밍 컨트롤러 210: 플리커 검출부
220: 플리커 정량화부 230: 블랙 전압 신호 조정부
300: 게이트 구동부 400: 감마 기준 전압 생성부
500: 데이터 구동부 600: 공통 전압 생성부

Claims

블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함하는 데이터 신호를 생성하는 단계;
밝기 레벨을 화소 단위로 측정하는 단계;
검출된 밝기 레벨의 차이를 화소들 각각의 잔류 DC 전압을 나타내는 DC 전압으로 변환하는 단계;
변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정하는 단계;
상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 표시 패널에 출력하는 단계; 및
상기 데이터 전압을 기초로 상기 표시 패널에 영상을 표시하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
제1항에 있어서, 공통 전압을 생성하여, 상기 표시 패널에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제2항에 있어서, 상기 표시 패널에 상기 공통 전압이 출력되는 동안 상기 표시 패널의 화소 전극에 잔류 DC 전압이 축적되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제3항에 있어서, 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압은 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소의 잔류 DC 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제4항에 있어서, 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소 및 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 DC 전압들의 차이는 45mV 내지 90mV 인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제5항에 있어서, 상기 블랙 전압 신호는 45mV 내지 90mV 의 블랙 오프셋을 적용하여 재설정되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제1항에 있어서, 재설정된 상기 블랙 전압 신호는 정극성 프레임 및 부극성 프레임을 포함하며, 상기 정극성 프레임 및 상기 부극성 프레임은 비대칭인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 표시 패널은,
제1 기판;
상기 제1 기판 상에 배치된 공통 전극;
상기 공통 전극 상에 배치되어 상기 공통 전극과 중첩하는 화소 전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 기판 상에 배치된 제1 배향막 및 상기 제2 기판 상에 배치된 제2 배향막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 광 배향막인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제8항에 있어서, 상기 액정층은 음(negative)의 유전율 이방성을 가지는 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
제11항에 있어서, 상기 액정층은 힌더드 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
데이터 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;
상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 데이터 전압을 기초로 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하며,
상기 타이밍 컨트롤러는,
블랙 전압 신호 및 화이트 전압 신호를 포함하는 상기 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성부;
밝기 레벨을 화소 단위로 측정하는 플리커 검출부;
검출된 밝기 레벨의 차이를 화소들 각각의 잔류 DC 전압을 나타내는 DC 전압으로 변환하는 플리커 정량화부; 및
변환된 상기 DC 전압들의 차이가 최소화되도록 블랙 전압 신호를 재설정하는 블랙 전압 신호 조정부를 포함하는 표시 장치.
제13항에 있어서, 상기 블랙 전압 신호가 인가된 화소 및 상기 화이트 전압 신호가 인가된 화소의 DC 전압들의 차이는 45mV 내지 90mV 인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 블랙 전압 신호는 45mV 내지 90mV 의 블랙 오프셋을 적용하여 재설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제13항에 있어서, 상기 표시 패널은,
제1 기판;
상기 제1 기판 상에 배치된 공통 전극;
상기 공통 전극 상에 배치되어 상기 공통 전극과 중첩하는 화소 전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 제1 기판 상에 배치된 제1 배향막 및 상기 제2 기판 상에 배치된 제2 배향막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 광 배향막인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 액정층은 음(negative)의 유전율 이방성을 가지는 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제19항에 있어서, 상기 액정층은 힌더드 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.